W przeszłości w punktach wydobywczych stosowano wyłącznie mechaniczne przyrządy pomiarowe, aby uzyskać dane stanowiące podstawę do monitorowania instalacji. Operator chce zachować tę opcję na miejscu obok monitoringu on-line jako alternatywę niewymagającą zasilania zewnętrznego, szczególnie w zakresie ciśnienia i temperatury, które są dwoma najważniejszymi parametrami. W związku z tym po zainstalowaniu zdigitalizowanego systemu monitoringu, istniejące urządzenia zostaną zastąpione modelami WIKA z serii „intelliGAUGE” i „intelliTHERM”, które zaprojektowano z wyjściem elektrycznym (4…20 mA), jak również wyświetlaczem na miejscu. Z drugiej strony, poziom w zbiorniku zbiorczym szybu będzie w przyszłości rejestrowany za pomocą przełącznika pływakowego z sygnałem 4…20 mA.
Wszystkie urządzenia podłączone są do lokalnej bramki znajdującej się w zakładzie poprzez wyjścia elektryczne. Bramka transmituje dane z punktów pomiarowych do centralnej platformy systemu za pomocą technologii bezprzewodowej komunikacji LPWAN (Low Power Wide Area Network). W przypadku przyrządów do pomiaru ciśnienia, temperatury i poziomu musi być przekazywana codziennie stosunkowo niewielka ilość informacji. Z tego powodu żywotność baterii zasilającej moduł bezprzewodowy wynosi do dziesięciu lat, dzięki czemu koszty instalacji i konserwacji są zredukowane do minimum.
LoRaWAN i MIOTY
Firma WIKA generalnie jako standard komunikacji bezprzewodowej swoich urządzeń IIoT preferuje LoRaWAN lub MIOTY. Oba standardy transmitują dane na paśmie publicznym (868 MHz), które może być używane przez zatwierdzone urządzenia bez licencji. W ten sposób, w zależności od topografii, można obsługiwać odległości 30 km lub więcej. Standardy te są więc idealne również dla lokalizacji o słabym sygnale komórkowym.
LoRaWAN ma już ugruntowaną pozycję na rynku. Firma WIKA stosuje również ten standard w celu zintegrowania klasycznych przyrządów z wyświetlaczami z procesami cyfrowymi. Wkrótce w portfolio producenta znajdzie się manometr integrujący moduł PWG23 LoRa – pierwszy z nowej serii mechanicznych urządzeń LPWAN. Manometr zawiera mikroprocesor, który przetwarza zmierzoną wartość przekazywaną przez rurkę Bourdona na sygnał radiowy.
Poza rozwiązaniami LPWAN, firma WIKA w swoich planach uwzględnia również standardy bezprzewodowe, które zostały zintegrowane przez producenta w poprzednim rozwiązaniu pomiarowym do monitorowania zdecentralizowanych instalacji zbiorników. Procesy dynamiczne z dużą liczbą zmierzonych wartości muszą mieć wystarczającą szerokość pasma i moc wyjściową – innymi słowy, zasilanie sieciowe – aby móc przesyłać dane raz na sekundę. Opisane systemy można również zastosować tam, gdzie wiele transmisji danych o niskiej mocy skupionych jest w jednym węźle bezprzewodowym i połączonych w wiązkę.
Technologia MIOTY, powszechnie uważana za następną generację technologii LPWAN, którą koncern naftowy wprowadza do zastosowania w terenie, została wybrany jako standard bezprzewodowy dla tego konkretnego projektu szybu. Standard MIOTY, opracowany przez Fraunhofer Institute for Integrated Circuits IIS, działa w technologii „telegram splitting”, która gwarantuje stabilną transmisję danych i niski poziom błędów. Co więcej, MIOTY zapewnia niezwykłą skalowalność. Nawet sieci z bardzo dużą liczbą urządzeń i tylko jednym odbiornikiem mogą być eksploatowane bez pogorszenia jakości.
Operator rafinerii ropy naftowej zdecydował się na nowy standard niskiej mocy głównie ze względu na oferowaną przez ten standard tak doskonałą stabilność sieci. Stały przepływ danych zapewniony jest na platformie, gdzie na podstawie zmierzonych wartości, danych z urządzeń i analiz można uzyskać kompleksowy obraz aktualnego stanu zakładu i określić trendy. Ponadto wszystkie informacje o statusie mogą być przekazywane do smartfona w postaci wiadomości tekstowych lub e-mail, dzięki czemu osoba znajdująca się w stanie gotowości może podjąć natychmiastowe działania w przypadku wystąpienia usterki.
Kontrola zakładu na podstawie danych
Oprócz tego, że operator jest w stanie zademonstrować bezpieczeństwo zakładu właściwym władzom i klientom, może również czerpać ogromne korzyści z rozwiązania IIoT. Wszystkie procesy są kontrolowane na żądanie w oparciu o dane, tak że kontrole na miejscu i inne zadania zostają ograniczone do niezbędnego minimum. Przyszłe wydobycie ropy będzie ustalane na podstawie rzeczywistych parametrów odwiertu, bez dalszych strat z powodu nieefektywnej eksploatacji. W drugiej fazie zostanie również zintegrowana funkcja automatycznego wyłączania szybu.
